无电金属沉积法硅纳米线阵列的制备研究

采用无电金属沉积法在硅衬底上制备出了大面积规整的硅纳米线阵列,并对其形貌控制的影响因素和形成机理进行了研究。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对硅纳米线阵列和相应银枝晶的形貌和结构进行了表征。结果表明,硅纳米线阵列的形貌受水热体系中溶液配比、温度和时间的影响,在温度为50℃、HF和AgNO3浓度分别为4.6和0.02mol/L的条件下,容易得到大面积排列规整的硅纳米线阵列,并且硅纳米线的长度为30～50μm,直径为200nm左右。无电金属沉积法为硅纳米线及其阵列的制备提供了一种设备简单、条件温和的制备方法。     

金属钨纳米线阵列的制备

用气相方法在较低的温度(900℃)下在单晶硅基片表面制备出金属钨的单晶纳米线阵列,用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X-ray衍射(XRD)等手段对其进行了分析和表征.结果表明:在900℃制备的阵列单晶钨纳米线沿〈111〉方向生长,具有bcc结构,直径约为150 nm,长度为10-30μm.     

Ag(TCNQ)纳米线的制备和场发射性能研究

采用气-液-固反应方法在硅片上制备了取向金属有机配合物Ag(TCNQ)纳米线.样品的XRD特征峰与Ag(TCNQ)相对应;SEM形貌显示纳米线几乎垂直基片生长,直径在50～300nm,长度在2～50μm.初步对其场发射性能进行了研究,所得Ag(TCNQ)纳米线的最低场发射开启电压约为1.5Vμm-1,最大发射电流密度约为0.03mAcm-2,此时对应的电场约为2.5Vpm-1.由测量所得I-Ⅴ曲线得到的FoWler-Nordheim(F-N)曲线近似为一条直线,说明样品具有场发射性能.重复实验表明,Ag(TCNQ)纳米线的场发射具有一定的稳定性.结合纳米线制备工艺,初步分析了场发射性能的影响因素.     

CuO纳米线的制备及电子发射性能的研究

采用热氧化法成功制备大小均匀的CuO纳米线,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分别表征其形貌和晶体结构,研究了温度对其形貌和结构的影响,并针对其生长机理进行探讨。场致电子发射测试表明,CuO纳米线具有较好的电子发射特性:其开启电场强度为3.75V/μm,电流密度可达0.33mA/cm~2。CuO纳米线有望作为冷阴极材料在场致发射器件上得到应用。     

γ-MnOOH和β-MnO2纳米线的低温合成与表征

以KMnO4为原料,甲苯为还原剂,在不加表面活性剂且无模板的情况下,在相对较低的温度(180℃)下利用水热法制备了直径为10～12nm,长度为1.6～2.4 μm的γ-MnOOH纳米线;然后以之为前躯体,通过低温(280℃)热氧化法制备了直径为14～17nm,长度为0.3～1.8μm的β-MnO2纳米线.用XRD、TEM、SAED、FTIR、XPS等对所得产物进行了表征.探讨了γ-MnOOH及β-MnO2的形成机理.     

氧化铋纳米线的制备及场发射性能研究

以NaOH和Bi(NO3)3·5H2O为原料,以庚烷、油酸和丙酮为分散剂,在室温下,制备氧化铋纳米线材料.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射分析仪(XRD)分析产物结构和形貌,分析可知该氧化铋纳米线直径约50nm,长度几微米至几十微米之间.通过丝网印刷,制备氧化铋纳米线阵列,并进行场发射性能测试,结果表明,当电流密度0.1μA/cm2时,开启电场2.6V/μm,良好的场发射性能说明氧化铋纳米线在场发射平板显示及真空电子器件方面具有较好的应用潜力.     

磁控溅射温度对Zr-N薄膜扩散阻挡性能的影响

在不同的沉积温度下,用射频反应磁控溅射的方法在Si(100)衬底和Cu膜间制备了Zr-N阻挡层.用四探针电阻测试仪(FPP)、AFM、XRD、AES研究了沉积温度对Zr-N薄膜扩散阻挡性能的影响.沉积态的XRD、AFM结果表明,随着沉积温度的升高,Zr-N薄膜的结构由非晶态向晶态转变,晶粒的尺寸增大;650℃退火后的FPP、XRD、AES的对比结果说明沉积温度的升高有利于提高Zr-N薄膜的扩散阻挡性能.     

分步反应法制备SiC掺杂MgB2超导线材的研究

以干燥的B粉和Mg粉为原料,采用分步反应法制备了SiC(40～45μm)掺杂的MgB2/Nb/Cu超导线材.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)研究了在650℃热处理温度下不同掺杂量对所制备样品的相组成、微观结构的影响.采用标准四引线法测定了样品的电阻温度曲线,结果表明,当该工艺第二步热处理温度为650℃时,反应不完全,应适当升高温度;同时高SiC掺杂量有利于在MgB2线材中引入更多B位C掺杂,表现为Tc略有降低,从而提高了其磁通钉扎特性.     

室温下制备非晶ZnO薄膜及其电阻开关特性研究

室温下采用紫外固化的方法取代溶胶-凝胶方法中的高温退火制备了氧化锌薄膜, XRD分析结果表明薄膜为非晶的, XPS分析结果表明薄膜的主要成分是ZnO。在深紫外固化后的薄膜表面溅射Al作为顶电极获得Al/a-ZnO/FTO结构的器件,研究深紫外照射时间对器件电阻转变性能的影响, 进一步解释了深紫外固化的机制。研究表明: 经过充足时间(12 h)照射的器件表现出双极性电阻开关特性,阈值电压分布集中(-3.7 V<V_set<-2.9 V, 3.4 V< V_reset<4.3 V)且符合低电压工作的要求, 至少在4000 s内器件的高低阻态都没有发生明显的退化, 表现出了良好的存储器特性。Al/a-ZnO/FTO器件的这种电阻转变特性可以用空间电荷限制电流传导机制解释。     

磁控溅射法制备La_(0.96)Sr_(0.04)MnO_3/SrNb_(0.01)Ti_(0.99)O_3异质p-n结的电学性能

利用磁控溅射法制备了La_(0.96)Sr_(0.04)MnO_3/SrNb_(0.01)Ti_(0.99)O_3异质p-n结,研究了20-300 K温度范围内该p-n结的伏安特性,在20-300 K该p-n结表现出优异的整流特性,在温度大于100K时该异质p-n结Ⅰ-Ⅴ特性符合热激发模型。该异质结在170 K温度点表现出明显的金属-绝缘态转变,电阻温度曲线表现为绝缘态→金属态→绝缘态的转变过程。在5T磁场作用下,随温度增大,正偏压时磁致电阻(MR)逐渐从负变为正;而在负偏压下MR逐渐从正变为负,并在-1V的偏压下、金属-绝缘态转变温度点170 K处达到负的最大值-50.6%。